Added Support for Formulas and Optimize the Rendering of Data Blocks When Exporting to PDF

2025-11-19 18:54:29 +08:00
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+"""
+LaTeX 数学公式转 SVG 渲染器
+使用 matplotlib 将 LaTeX 公式渲染为 SVG 格式，用于 PDF 导出
+"""
+
+import io
+import logging
+from typing import Optional
+import matplotlib
+import matplotlib.pyplot as plt
+from matplotlib import mathtext
+
+# 使用非交互式后端
+matplotlib.use('Agg')
+
+logger = logging.getLogger(__name__)
+
+
+class MathToSVG:
+    """将 LaTeX 数学公式转换为 SVG 的转换器"""
+
+    def __init__(self, font_size: int = 14, color: str = 'black'):
+        """
+        初始化公式转换器
+
+        Args:
+            font_size: 字体大小（点）
+            color: 文字颜色
+        """
+        self.font_size = font_size
+        self.color = color
+
+    def convert_to_svg(self, latex: str, display_mode: bool = True) -> Optional[str]:
+        """
+        将 LaTeX 公式转换为 SVG 字符串
+
+        Args:
+            latex: LaTeX 公式字符串（不包含 $$ 或 $ 符号）
+            display_mode: True 为显示模式（块级公式），False 为行内模式
+
+        Returns:
+            SVG 字符串，如果转换失败则返回 None
+        """
+        try:
+            # 清理 LaTeX 字符串
+            latex = latex.strip()
+            if not latex:
+                logger.warning("空的 LaTeX 公式")
+                return None
+
+            # 创建图形
+            fig = plt.figure(figsize=(10, 2) if display_mode else (6, 1))
+            fig.patch.set_alpha(0)  # 透明背景
+
+            # 渲染 LaTeX
+            # 使用 mathtext 进行渲染
+            if display_mode:
+                # 显示模式：居中，较大字体
+                text = fig.text(
+                    0.5, 0.5,
+                    f'${latex}$',
+                    fontsize=self.font_size * 1.2,
+                    color=self.color,
+                    ha='center',
+                    va='center',
+                    usetex=False  # 使用 matplotlib 内置的 mathtext 而非完整 LaTeX
+                )
+            else:
+                # 行内模式：左对齐，正常字体
+                text = fig.text(
+                    0.1, 0.5,
+                    f'${latex}$',
+                    fontsize=self.font_size,
+                    color=self.color,
+                    ha='left',
+                    va='center',
+                    usetex=False
+                )
+
+            # 获取文本边界框
+            fig.canvas.draw()
+            bbox = text.get_window_extent(renderer=fig.canvas.get_renderer())
+
+            # 转换为英寸（matplotlib 使用的单位）
+            bbox_inches = bbox.transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
+
+            # 调整图形大小以适应文本，添加边距
+            margin = 0.1  # 英寸
+            fig.set_size_inches(
+                bbox_inches.width + 2 * margin,
+                bbox_inches.height + 2 * margin
+            )
+
+            # 重新定位文本到中心
+            text.set_position((0.5, 0.5))
+
+            # 保存为 SVG
+            svg_buffer = io.StringIO()
+            plt.savefig(
+                svg_buffer,
+                format='svg',
+                bbox_inches='tight',
+                pad_inches=0.1,
+                transparent=True,
+                dpi=300
+            )
+            plt.close(fig)
+
+            # 获取 SVG 内容
+            svg_content = svg_buffer.getvalue()
+            svg_buffer.close()
+
+            return svg_content
+
+        except Exception as e:
+            logger.error(f"LaTeX 公式转换失败: {latex[:100]}... 错误: {str(e)}")
+            return None
+
+    def convert_inline_to_svg(self, latex: str) -> Optional[str]:
+        """
+        将行内 LaTeX 公式转换为 SVG
+
+        Args:
+            latex: LaTeX 公式字符串
+
+        Returns:
+            SVG 字符串，如果转换失败则返回 None
+        """
+        return self.convert_to_svg(latex, display_mode=False)
+
+    def convert_display_to_svg(self, latex: str) -> Optional[str]:
+        """
+        将显示模式 LaTeX 公式转换为 SVG
+
+        Args:
+            latex: LaTeX 公式字符串
+
+        Returns:
+            SVG 字符串，如果转换失败则返回 None
+        """
+        return self.convert_to_svg(latex, display_mode=True)
+
+
+def convert_math_block_to_svg(
+    latex: str,
+    font_size: int = 16,
+    color: str = 'black'
+) -> Optional[str]:
+    """
+    便捷函数：将数学公式块转换为 SVG
+
+    Args:
+        latex: LaTeX 公式字符串
+        font_size: 字体大小
+        color: 文字颜色
+
+    Returns:
+        SVG 字符串，如果转换失败则返回 None
+    """
+    converter = MathToSVG(font_size=font_size, color=color)
+    return converter.convert_display_to_svg(latex)
+
+
+def convert_math_inline_to_svg(
+    latex: str,
+    font_size: int = 14,
+    color: str = 'black'
+) -> Optional[str]:
+    """
+    便捷函数：将行内数学公式转换为 SVG
+
+    Args:
+        latex: LaTeX 公式字符串
+        font_size: 字体大小
+        color: 文字颜色
+
+    Returns:
+        SVG 字符串，如果转换失败则返回 None
+    """
+    converter = MathToSVG(font_size=font_size, color=color)
+    return converter.convert_inline_to_svg(latex)
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    # 测试代码
+    import sys
+
+    # 配置日志
+    logging.basicConfig(
+        level=logging.INFO,
+        format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s'
+    )
+
+    # 测试公式
+    test_formulas = [
+        r"E = mc^2",
+        r"\frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}",
+        r"\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} dx = \sqrt{\pi}",
+        r"\sum_{i=1}^{n} i = \frac{n(n+1)}{2}",
+    ]
+
+    converter = MathToSVG(font_size=16)
+
+    for i, formula in enumerate(test_formulas):
+        logger.info(f"测试公式 {i+1}: {formula}")
+        svg = converter.convert_display_to_svg(formula)
+        if svg:
+            # 保存到文件
+            filename = f"test_math_{i+1}.svg"
+            with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
+                f.write(svg)
+            logger.info(f"成功保存到 {filename}")
+        else:
+            logger.error(f"公式 {i+1} 转换失败")
+
+    logger.info("测试完成")